一定时间内在单位面积上作物通过光合作用积累的干物质所含能量与同时间投射到该面积上的太阳总辐射能量之比。植物的光能利用率，全球平均只有0.1%；一般作物全生育期光能利用率约为0.3～0.5%，较高的可达1%，在某一段全覆盖高光效的短期内，可高达5～6%。常用的光能利用率计算公式：

光能利用率

式中：E%为光能利用率，△W为单位面积的干物质增加量；H为单位干物质的产热率（一般碳水化合物为4250～4300卡/克，玉米4070卡/克，大豆5520卡/克，水稻3750～4300卡/克）；∑S为同期总辐射量（单位为卡/米²）。一般光能利用率均以生物量计算，但若计算籽粒的光能利用率，则生物量应乘以经济系数。

光能利用率中的光能还常以有效辐射能表示。一般有效辐射量占总辐射量的近1/2，因而有效辐射能利用率为总辐射能利用率的一倍多。

由于作物光能利用率与单位面积产量有着密切关系，因此，自从20世纪60年代以来，各国的科学家对光能利用率，纷纷开展研究。例如美国的R.S.卢密斯（Loomis）和W.A.威廉姆斯（Wiliams，1963）、日本的村田吉男（1963）、苏联的A.A.尼启波罗维奇（Ничипорович，1966）等，先后开展了作物光能利用率与产量关系的研究。中国科学院上海植物生理研究所殷宏章等（1963），结合生产实践也进行了作物光能利用率的研究。

作物光能利用率的提高，是综合因子作用的结果。光、热、水、养分和空气是作物生长发育和产量形成不可缺少的主要因素。为了提高作物的光能利用率，必须充分发挥各种因素的综合作用。